MỤC LỤC

MỤC LỤC...1

MỞ ĐẦU.. 3

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÁI ÔTÔ.. 5

1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại 5

1.1.1 Công dụng. 5

1.1.2 Yêu cầu. 5

1.1.3 Phân loại hệ thống lái 5

1.2 Cấu tạo của các bộ phận trong hệ thống lái 6

1.2.1 Cấu tạo chung hệ thống lái 6

1.2.2 Cơ cấu lái 7

1.2.3 Dẫn động lái. 14

1.3 Trợ lực lái 17

1.3.1 Công dụng và sự cần thiết của trợ lực lái. 17

1.3.2 Sơ đồ chức năng. 18

Chương 2 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI 20

XE BỌC THÉP BTR-152. 20

2.1 Giới thiệu chung về xe bọc thép BTR-152. 20

2.2 Các thông số cơ bản về tính năng kỹ chiến thuật của xe BTR-152. 21

2.3 Đặc điểm kết cấu hệ thống lái BTR-152 (hình 2.3) 24

2.4 Ưu nhược điểm của hệ thống lái 29

2.4.1 Ưu điểm.. 29

2.4.2 Nhược điểm.. 29

Chương 3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI TIẾN HỆ THỐNG LÁI 30

XE BỌC THÉP BTR-152. 30

3.1 Lực tác dụng lên vành tay lái đối với xe trước cải tiến. 30

3.2 Nhận xét và đề xuất hướng cải tiến. 31

3.3 Phân tích lựa chọn phương án cải tiến. 31

3.3.1 Loại trợ lực. 31

3.3.2 Phương án bố trí trợ lực. 32

3.3.3 Kết luận. 33

3.4 Xây dựng đặc tính cường hoá lái 34

3.5 Nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống lái sau cải tiến. 37

3.5.1 Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống lái sau cải tiến. 37

3.5.2 Tính toán thiết kế các bộ phận của trợ lực hệ thống lái 40

3.6 Tính toán kiểm tra bền hệ thống lái sau cải tiến. 57

3.6.1 Kiểm bền cơ cấu lái 57

3.6.2 Kiểm tra bền đòn quay đứng. 59

3.6.3 Kiểm tra bền các thanh kéo. 61

Chương 4 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG HỆ THỐNG LÁI BTR-152. 64

4.1 Yêu cầu chung. 64

4.2 Bảo dưỡng hệ thống lái 65

4.2.1 Chế độ bảo dưỡng. 65

4.2.2 Yêu cầu kỹ thuật sau khi bảo dưỡng hệ thống lái. 66

4.2.3 Một số nội dung kiểm tra điều chỉnh. 67

4.3 Một số hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục. 75

KẾT LUẬN.. 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 80

MỞ ĐẦU

Hiện nay nước ta mật độ ô tô trên đường ngày càng lớn và yêu cầu tốc độ chuyển động cho phép ngày càng cao. Trong khi đó hạ tầng giao thông của nước ta còn chưa theo kịp với sự bùng nổ của các phương tiện giao thông đường bộ. Điều này đặt ra vấn về cấp thiết hàng đầu về việc quản lý, sử dụng xe và an toàn giao thông trên đường.

Trong Quân đội đang sử dụng nhiều loại phương tiện vận tải do Liên Xô sản xuất như  GAZ-66, ZIL-130, ZIL-131…đây là những dòng xe cũ hầu hết được sản xuất từ những thập niên 50- 60. Trong đó xe BTR-152 tuy là xe thế hệ cũ nhưng còn một số lượng lớn vẫn còn trong biên chế trang bị của quân đội ta. Một số xe tham gia chiến đấu trong kháng chiến chống Mỹ và bảo vệ biên giới nên tình trạng kỹ thuật đã xuống cấp, mất đồng bộ cả phần xe, phần vũ khí và thông tin. Trước mắt quân đội ta vẫn chưa có khả năng thay thế xe bọc thép chở quân BTR-152 bằng loại xe khác. Là xe sử dụng để chở bộ binh chiến đấu trong đội hình hành quân, nhưng hiện nay do yêu cầu nhiệm vụ trong tình hình mới là phòng thủ, bảo vệ các mục tiêu quan trọng và làm nhiệm vụ A2 phòng chống bạo loạn, lật đổ. Chính vì vậy, việc duy trì tính năng chiến, kỹ thuật, cải tiến và nâng cấp xe BTR-152 thống nhất trong toàn quân là nhiệm vụ cần thiết.

Vì vậy đồ án tốt nghiệp: “Cải tiến nâng cao chất lượng sử dụng hệ thống lái xe bọc thép BTR-152”  là cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao, nhằm mục đích giảm c­ờng độ cho ng­ời lái, làm tăng thêm tính cơ động và độ an toàn chuyển động của xe. Đồ án đi vào giải quyết một số nội dung cơ bản sau:

Mở đầu.

Chương 1    Giới thiệu chung về hệ thống lái.

Chương 2:   Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống lái trên xe BTR-152.

Chương 3:   Đề xuất biện pháp cải tiến hệ thống lái xe BTR-152.

Chương 4: Hướng dẫn sử dụng hệ thống lái xe BTR-152.

Kết luận.

Đồ án được thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Đại tá, TS: …………, và sự giúp đỡ của các thầy trong Bộ môn Ôtô quân sự, đến nay em đã hoàn thành đồ án của mình. Do trình độ bản thân còn hạn chế và thời gian có hạn vì vậy trong quá trình làm đồ án không tránh khỏi những thiếu sót rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy để đồ án hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn!

Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÁI ÔTÔ

1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại

1.1.1 Công dụng

Hệ thống lái của ô tô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ô tô nhờ quay vòng các bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ nguyên phương chuyển động thẳng hay quay vòng của ô tô khi cần thiết.

1.1.2 Yêu cầu

An toàn chuyển động trong giao thông vận tải bằng ô tô là chỉ tiêu hàng đầu trong việc đánh giá chất lượng thiết kế và sử dụng phương tiện này. 

1.1.3 Phân loại hệ thống lái

Tuỳ thuộc vào yếu tố căn cứ để phân loại, hệ thống lái được chia thành các loại sau:

* Theo cách bố trí vành lái

-         Hệ thống lái với vành lái bố trí bên trái (theo chiều chuyển động của ô tô) được dùng trên ô tô của các nước có luật đi đường bên phải như ở Việt nam và một số các nước khác;

-         Hệ thống lái với vành lái bố trí bên phải (theo chiều chuyển động của ô tô) được dùng trên ô tô của các nước có luật đi đường bên trái như ở Anh, Nhật.

* Theo số lượng cầu dẫn hướng

-         Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu trước;

-         Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu sau;

1.2 Cấu tạo của các bộ phận trong hệ thống lái

1.2.1 Cấu tạo chung hệ thống lái

Hệ thống lái ô tô gồm cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực lái (nếu có). Trợ lực lái thường đặt trên các ô tô vận tải vừa và lớn nhằm giảm nhẹ cường độ làm việc của lái xe, và đặt trên các các xe du lịch nhằm nâng cao độ an toàn chuyển động ở vận tốc cao.

1.2.2 Cơ cấu lái

Cơ cấu lái dùng để truyền lực từ vành tay lái đến dẫn động lái. Việc quay các bánh xe dẫn hướng, đặc biệt là quay vòng tại chỗ đòi hỏi phải có lực lớn. Để có thể quay các bánh xe dẫn hướng được dễ dàng người ta tăng tỷ số truyền của hệ thống lái, nghĩa là tăng tỷ số giữa góc quay trên vành tay lái và góc quay của đòn quay đứng. 

-         Hiệu suất thuận:

Hiệu suất thuận là hiệu suất tính theo lực truyền từ trên trục lái xuống. Hiệu suất thuận càng cao thì lái càng nhẹ. Vì vậy nói chung khi thiết kế cơ cấu lái yêu cầu phải có hiệu suất thuận cao.

-         Hiệu suất nghịch:

Hiệu suất nghịch là hiệu suất tính theo lực truyền từ dưới đòn quay đứng

lên trục lái. Thông thường yêu cầu hiệu suất nghịch phải có trị số bé hơn hiệu suất thuận. Nếu hiệu suất nghịch rất bé thì các lực va đập tác dụng lên hệ thống chuyển động của ô tô sẽ không truyền đến vành lái được vì chúng bị triệt tiêu bởi ma sát trong cơ cấu lái. 

a.     Cơ cấu lái trục vít- cung răng

Cơ cấu lái loại trục vít cung răng có ưu điểm là giảm được trọng lượng và kích thước so với loại trục vít bánh răng. Cung răng có hai loại: loại cung răng đặt ở giữa như ở ôtô KRAZ-255B và loại cung răng đặt ở bên cạnh trục vít như ở ô tô URAL-375. 

c. Cơ cấu lái loại tay quay

-         Có thể thiết kế tỉ số truyền thay đổi theo các quy luật khác nhau tuỳ thuộc vào yêu cầu sử dụng.

-         Hiệu suất thuận và hiệu suất nghịch của cơ cấu lái loại này đều vào khoảng 0,7. Cơ cấu lái loại này thường được sử dụng ở hệ thống lái không có cường hoá trên ô tô tải và ô tô khách.

e. Cơ cấu lái loại thanh răng- cung răng

-         Cấu trúc đơn giản, gọn nhẹ do cơ cấu lái nhỏ và bản thân thanh răng có tác dụng như thanh dẫn động lái nên không cần các thanh ngang như ở cơ cấu lái khác;

-         Ăn khớp răng trực tiếp nên độ nhạy cao;

1.2.2 Dẫn động lái.

Dẫn động lái dùng để truyền lực từ cơ cấu lái và trợ lực lái đến các bánh xe dẫn hướng và quay các bánh xe dẫn hướng đi một góc nhất định.

Tất cả các liên hệ động học và động lực học của các bánh xe dẫn hướng

và các trục dẫn hướng có thể thực hiện nhờ dẫn động cơ khí, thủy lực, điện và liên hợp. Dẫn động cơ khí được dùng rộng rãi hơn cả vì nó có cấu tạo đơn giản và có độ tin cậy làm việc đối với xe có 1 cầu dẫn hướng. Dẫn động lái của xe này gồm các khâu liên kết khớp với nhau (gồm các thanh và các đòn) tạo thành cơ cấu hình thang lái và đòn kéo dọc. 

a. Đòn quay

Đòn quay có nhiệm vụ truyền mô men từ trục đòn quay của cơ cấu lái tới các đòn kéo dọc hoặc kéo ngang được nối với cam quay của bánh xe dẫn hướng. Cấu tạo của đòn quay có dạng thanh gồm thân đòn quay, đầu to và đầu nhỏ. Đầu to là lỗ hình trụ hoặc côn có then hoa bên trong để ăn khớp then hoa với đầu trục đòn quay. 

b. Đòn kéo

Đòn kéo được dùng để truyền lực từ đòn quay của cơ cấu lái đến cam quay bánh xe dẫn hướng. Tuỳ theo phương đặt đòn kéo mà người ta có thể gọi đòn kéo dọc hoặc đòn kéo ngang. Đòn kéo cũng được sử dụng nối và truyền lực giữa hai cam quay của hai bánh xe dẫn hướng. 

1.3 Trợ lực lái

1.3.1 Công dụng và sự cần thiết của trợ lực lái.

Trợ lực lái trên ô tô làm giảm nhẹ lao động của người lái, giảm sự mệt nhọc trong quá trình điều khiển, nâng cao an toàn chuyển động (nhất là khi có một bánh xe bị hư hỏng); tăng khả năng cơ động, giảm tải trọng động tác dụng từ mặt đường lên vành tay lái (nhất là đoạn đường gồ ghề). Do vậy mà nâng cao  được vận tốc trung bình và tính kinh tế của xe.

1.3.2 Sơ đồ chức năng.

Bất kì một hệ thống trợ lực lái nào cũng được cấu tạo bởi các bộ phận sau:

Nguồn năng lượng: Thường là bơm dầu cùng bình chứa dầu (hoặc máy nén khí cùng bình chứa khí nén), đảm bảo cung cấp dòng dầu toàn bộ khoảng

số vòng quay của động cơ… Ngoài ra còn các bộ phận phụ như bầu lọc, van an toàn.

Kết luận:

Hệ thống lái trên ô tô hiện nay có nhiều loại trợ lực khác nhau: Trợ lực thủy lực; trợ lực khí nén; trợ lực điện; trợ lực cơ khí; trợ lực điện – thủy.

Việc sử dụng trợ lực lái bảo đảm tăng được tính linh hoạt và cơ động của ô tô do giảm đ­ược lực tác dụng lên vành tay lái của xe và cho phép chọn được

cơ cấu lái có tỷ số truyền thích hợp.

Chương 2
PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI

XE BỌC THÉP BTR-152

2.1 Giới thiệu chung về xe bọc thép BTR-152

Xe BTR-152 là xe thiết giáp chở quân, bánh lốp, 3 cầu, công thức bánh xe (6x6). Trên xe trang bị súng máy PKB cỡ 7,62mm. Loại xe này có hai kiểu: Kiểu có tời và không có tời. 

Thân xe được chế tạo bằng các tấm thép hàn với nhau tạo thành một vỏ thép phía trên hở có lắp mui bạt hoặc mui thép. Thân xe dùng để lắp đặt các cụm máy và các cơ cấu và chia thành 3 khoang: Khoang động lực, khoang lái và khoang chiến đấu.

2.3 Đặc điểm kết cấu hệ thống lái BTR-152 (hình 2.3)

Hệ thống lái gồm cơ cấu lái và cơ cấu dẫn động lái đến bánh lái trước. Ở cơ cấu lái có cặp trục vít ăn khớp với con lăn có 3 ren. Tỉ số truyền trung bình của cơ cấu lái là 23,5.

Trục lái rỗng 15 được lắp vào lỗ then hoa của trục vít 13 sau đó đầu dưới của trục được nong rộng. Vành lái 21 được lắp then 20 với đầu trục còn lại và được xiết chặt bằng đai ốc. Trục vít đặt trong cơ cấu lái 12 trên 2 ổ lăn 11. 

Đầu trên của trục lái tựa trên ổ đỡ 19 đặt trong vỏ 16 dưới vành lái 21, vành lái được lắp then 20 với đầu còn lại của trục và được hãm chặt bằng đai ốc. Giữa moay ơ của vành lái lăp nút còi, dây tín hiệu 8 luồn trong trụ lái.

Con lăn 4 ăn khớp với trục vít và đạt trên trục 5 bố trí trong rãnh đầu trục 3 của đòn quay đứng, trục 5 đặt trên ổ bi kim 32. Sau khi áp trục, con lăn được hàn với đầu của trục đòn quay đứng các vòng đệm thép 31 được đặt trên trục con lăn giữa hai đầu trục với thành rãnh đầu trục đòn quay đứng nhằm khử độ dơ dọc trục của con lăn.

Đòn kéo ngang là một thanh dài được uốn cong giữa nằm đối diện với các te của động cơ, đầu của đòn kéo có ren để bắt bu lông chống xoay. Các ren này đều là ren phải. bước ren của đầu ren bên phải nhỏ hơn 0,5 mmm so với bên trái để điều chỉnh chính xác góc chụm của bánh xe. Đầu ren bên phải lắp đai ốc hãm. Hai đầu đòn kéo ngang được nối với cầu chuyển hướng của bánh xe trước bằng chốt có một đầu côn. 

2.4 Ưu nhược điểm của hệ thống lái

Qua phân tích đặc điểm kết cấu cũng như quá trình làm việc của hệ thống lái xe bọc thép BTR-152, ta có nhận xét như sau:

2.4.1 Ưu điểm

-         Hệ thống lái có kết cấu đơn giản, nhỏ gọn.

-         Cơ cấu loại trục vít lõm – con lăn có 3 răng kết cấu gọn, độ bền cao, lực tác dụng phân ra 3 răng nên áp lực tác dụng lên bề mặt răng nhỏ, ma sát trượt được thay bằng ma sát lăn nên có hiệu suất cao, loại ổ bi của trục vít con lăn có khả năng điều chỉnh được nhiều lần ăn khớp do khoảng hở trong ổ bi.

2.4.2 Nhược điểm

-         Do không có trợ lực nên khi quay vòng, lực điều khiển tác động lên vành lái lớn làm cho người lái chóng mỏi mệt, giảm khả năng cơ động của xe ở những địa hình chật hẹp và gấp khúc.

-         Cơ cấu lái mòn không đều trên chiều dài ăn khớp do đó phải thường xuyên điều chỉnh ổ và khe hở ăn khớp.

Chương 3
ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI TIẾN HỆ THỐNG LÁI

XE BỌC THÉP BTR-152

3.1 Lực tác dụng lên vành tay lái đối với xe trước cải tiến

Lực lớn nhất cần tác động lên vành lái của xe BTR-152 khi quay vòng tại chỗ. Ta có:

R_vl - bán kính vành lái, R = 0,24 m;

i_ω - tỉ số truyền của cơ cấu lái, i_ω = 23,5;

 i_d - tỉ số truyền của dẫn động lái, i_d = 1,243;

Lực lớn nhất cần tác động lên vành lái của xe BTR-152 trước cải tiến khi quay vòng tại chỗ là 52,28 kG.

3.2 Nhận xét và đề xuất hướng cải tiến

Ta thấy lực đánh lái khá lớn, lực tác dụng lên vành lái lớn nhất P_vl = 522,8 (N), vỡ vậy với người điều khiển xe thường xuyên đi trong điều kiện đường xấu sẽ làm người lái nhanh chóng mỏi mệt, làm giảm an toàn khi xe chuyển động, giảm khả năng cơ động của xe. 

3.3 Phân tích lựa chọn phương án cải tiến

3.3.1 Loại trợ lực

Hiện nay trên ôtô có các loại cường hoá lái sau: Cường hoá thuỷ lực;   Cường hoá khí; Cường hoá điện; Cường hoá cơ khí; Cường hoá điện - thuỷ.

Trợ lực điện, trợ lực điện - thuỷ, trợ lực cơ khí rất ít được sử dụng.

Trợ lực khí chỉ dùng cho những xe tải hạng nặng có máy nén khí và có bình khí nén.

Đối với xe BTR- 152 ta sẽ dùng trợ lực thuỷ lực, vỡ so với cỏc loại trợ lực khỏc trợ lực thủy lực có các ưu điểm sau:

-  Có áp suất trong hệ thống thuỷ lực lớn: p = 4¸ 10 (MN/cm²) nên giảm được kích thước và trọng lượng xilanh lực.

-  Tác dụng của bộ trợ lực nhanh, thời gian chậm tác dụng của bộ trợ lực không chậm quá 0,02¸0,04 (giây) nhờ vận tốc truyền áp suất nhanh.

3.3.2 Phương án bố trí trợ lực

Với phân tích ở trang 19, trợ lực thủy lực của hệ thống lái gồm các bộ phận chính sau: Nguồn năng lượng (bơm dầu); van phân phối; xy lanh lực. Các bộ phận trên khi gắn kết để trợ lực cho hệ thống lái điều khiển cơ khí được bố trí theo các phương án sau:

Bố trí xi lanh lực và van phân phối liền nhau, nhưng tách biệt với cơ cấu lái (hình 3.1 a). Sơ đồ này được áp dụng trên xe KRAZ-255B. Bố trí kiểu này cho phép giữ được kiểu cơ cấu lái cơ bản, giảm được chiều dài đường ống dẫn, bảo đảm an toàn cho hệ thống khi ôtô chạy trên đường gồ ghề và qua các vật cản.

3.3.3 Kết luận

Qua đánh giá và phân tích các ưu, nhược điểm của các phương án bố trí cường hoá. Ta thấy phương ánh b là phương án thích hợp nhất để tính toán và thiết kế:

-   Loại này có kết cấu tương đối đơn giản.

-   Các cụm được bố trí riêng rẽ nên việc sản xuất, tháo lắp, bảo dưỡng, sửa chữa tương đối dễ dàng và thuận tiện.

-   Có thể chọn lựa xi lanh lực tiêu chuẩn.

3.4 Xây dựng đặc tính cường hoá lái

Để xem xét tác dụng của trợ lực lái đối với hệ thống lái, ta đi xây dựng đặc tính cường hóa lái.

Sau khi cải tiến lực tác dụng lên vành tay lái thay đổi. Lực tác dụng lên vành tay lái lớn nhất khi xe quay vòng tại chỗ và khi trợ lực không làm việc. Sau cải tiến G₁ = 3010 (Kg) và tỉ số truyền của cơ cấu lái mới là 20,5.

Khi đó ta có: P^”_vl = 1,05 . 60,33 = 63,34 (KG)

Như vậy, khi kiểm tra bền hệ thống lái ta lấy lực cực đại tác dụng lên vành tay lái là P_vl = 63,34 KG.

Đặc tính cường hoá lái là đường biểu diễn mối quan hệ của người lái tác dụng lên vành tay lái (P_vl) và mômen cản quay vòng (M­_c).

P_vl = f . M_c

_* Khi chưa có cường hóa:

Như vậy lực vành tay lái tỷ lệ thuận với mômen cản quay vòng. Do đó, đường biểu diễn là đường bậc nhất, đi qua gốc toạ độ. Ta chỉ cần xác định điểm thứ hai của đường thẳng là có thể vẽ được đường biểu diễn P_vl = a. M_c. Vậy điểm thứ hai đó là điểm B ứng với P_vl = 60,33 KG, M_c = 280,44 KG.m.

*  Khi có cường hóa:

Trước khi cường hoá làm việc đường đặc tính của trường hợp không có cường hoá bắt đầu làm việc có mômen cản quay vòng là M_o. 

Như vậy, cường hoá lái bắt đầu làm việc khi P_vl ³ P_o mômen cản quay vòng tăng lên. Lúc đó, người lái phải tác dụng một lực lớn để tạo cường hoá lớn

hơn. Lực cường hoá tỷ lệ thuận với mômen cản quay vòng M_c.

Từ công thức M_c = M_vl + M_ch ta thấy đường đặc tính cường hoá là một đường thẳng nên ta chỉ cần xác định hai điểm của đường thẳng là có thể xác định được đường đặc tính cường hoá.

- Điểm 1: là điểm A ứng với điểm cường hoá bắt đầu làm việc:

                                        P_vl = P_o = 2 KG

                                        M_c = M_o = 9,3 KG.m

- Điểm 2: là điểm C ứng với thời điểm lực trên vành tay lái và mômen cản quay vòng là lớn nhất:

                                        P_vl = P_vlmax = 15 KG

                                        M_c = M_cmax = 280,44 KG.m

Nối các điểm OAC ta được đường đặc tính cường hoá.

Nối các điểm OAB ta được đường đặc tính khi chưa có cường hoá.

3.5 Nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống lái sau cải tiến

3.5.1 Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống lái sau cải tiến

a. Khi xe chuyển động thẳng:

 Vành tay lái ở vị trí trung gian, đòn quay đứng ở vị trí thẳng đứng ở giữa (vuông góc với mặt đường) con trượt nằm ở vị trí trung gian trong van phân phối  nên nó mở thông đường dầu từ hai khoang xi lanh lực và đường dầu về bầu chứa do vậy ở hai khoang xi lanh lực có sự đẳng áp và pitston nằm ở vị trí ban đầu cùng với lực giữ của tay lái giữ cho bánh xe ở vị trí chuyển động thẳng ổn định và bơm dầu làm việc không tải (từ bơm dầu- van phân phối- bầu chứa).

b. Khi xe quay vũng:

 Khi người lái quay vành tay lái sang trái (phải) thì xe thực hiện chuyển động quay vòng sang trái (phải)) lực truyền thông qua cơ cấu lái xuống đòn quay đứng làm con trượt dịch chuyển tương đối trong thân van của van phân phối, nhờ đó thay đổi tiết diện lỗ thông với với bơm dầu và bình chứa dầu. 

d. Khi lực cản quay vũng thay đổi (cảm giác mặt đường):

Cảm giác của người lái về giá trị của lực cản quay vòng trên buồng lái

được tạo bởi các buồng phản lực a, b. Những buồng phản lực này nối thông với khoang A và B của xi lanh lực nhờ các lỗ trên con trượt. Khi thay đổi áp suất dầu trong các khoang công tác A và B thì áp suất dầu cũng thay đổi trong những khoang tương ứng a hoặc b.

e. Tính ổn định khi chuyển động:

Khi xe đang chuyển động thẳng nhưng đột nhiên một bên bánh xe dẫn hướng bị thủng. Nếu bình thường xe chuyển động lệch về một phía, nhưng nhờ có trợ lực lái làm việc làm bánh xe quay vòng theo hướng ngược lại nên xe vẫn giữ nguyên hướng chuyển động cũ mà không bị quay vòng về bên lốp bị thủng.

- Giả sử xe bị thủng nhỏ ở lốp phải: Lúc đó bánh xe dẫn  hướng có xu hướng quay sang bên phải (mà vành lái vẫn ở vị trí trung gian), thông qua dẫn động lái làm thanh kéo dọc dịch chuyển về phía trước, con trượt lái cố định (do người lái vẫn giữ nguyên vị trí vành tay lái), do đó con trượt bị dịch chuyển tương đối so với van phân phối về vị trí trợ lực cho quay vòng bên trái.

- Khi đường ống dẫn dầu đến bị tắc, bơm dầu trợ lực bị hỏng hay vì một lý do nào đó không có dầu đến: khi đó van bi một chiều ở trong van phân phối mở để nối thông hai khoang của xi lanh lực với nhau, nhờ vậy pitston và cần pitston của xi lanh lực có thể dịch chuyển dễ dàng khi thực hiện quay vòng bánh xe dẫn hướng. Nhưng trong trường hợp này lực đặt lên vành tay lái phải lớn hơn so với trường hợp trợ lực không bị hỏng.

- Khi trợ lực lái không làm việc, ví dụ như bơm dầu hỏng thì hệ thống lái vẫn đảm bảo quay các bánh xe như trước, nhưng các phụ tải đã tác dụng hoàn toàn lên cơ cấu lái và các chi tiết khác. Vì vậy việc khai thác lâu dài với hệ thống lái có bộ trợ lực không làm việc sẽ xuất hiện sự mài mòn trước thời hạn và làm tay lái nặng hơn.

3.5.2 Tính toán thiết kế các bộ phận của trợ lực hệ thống lái

a. Xác định kích thước xi lanh lực:

Mômen do người lái tác dụng khi có cường hoá tại tâm quay trụ đứng

được xác định theo công thức:

                                     M^’_vl = P^’_vl . R_vl . i_i . h_t                                            (3.6)

Thay số vào công thức ta có:

                                    M^’_vl = 15 . 0,24 . (20,5 . 1,243) . 0,76 = 69,71 (KG.m)

Vậy ta lấy đường kính trong xi lanh là D_x = 49 mm.

b. Xác định hành trình của piston:

Ta đã có góc quay vòng lớn nhất của bánh xe dẫn hướng khi quay vòng là:

a = 24^o       ;         b = 29^o

Với:   b - góc quay bánh xe dẫn hướng bên trong

                   a - góc quay bánh xe dẫn hướng bên ngoài

Tại vị trí trung gian đòn bên hình thang lái nghiêng với dầm cầu dẫn hướng một góc q = 72^o khi quay vòng sang trái lớn nhất pittông dịch chuyển từ vị trí trung gian đi một khoảng là:

S_tmax = BB^’ = m . cos(72^o - 29^o) - m . cos72^o

Với:   m - là chiều dài đòn bên, m = 200 mm

Vậy   S_tmax = 200 . cos(72^o - 29^o) - 200 . cos72^o = 84,46 (mm)

Tương tự như vậy khi quay vòng sang phải pittông cũng dịch chuyển một đoạn S_pmax = 84,46 mm.

c. Tính toán chọn bơm:

· Tính lưu lượng bơm:

Để đảm bảo kịp thời làm quay vòng các bánh xe dẫn hướng, xi lanh lực của bộ cường hoá phải làm việc ngay khi van phân phối làm việc. Dầu có áp suất cao từ bơm phải có đủ lưu lượng để điền vào khoang cao áp của xi lanh, dầu từ khoang thấp áp về bầu chứa dầu của bơm dầu. 

Vậy lưu lượng của bơm dầu cần chọn Q­_b theo công thức (3.15) phải thoả mãn điều kiện Q_b ³ Q_b^t = 15,53.10^‑5 m³/s = 9,3 l/ph.

· Chọn bơm:

Bơm cường hoá là cụm phức tạp và chịu tải lớn nhất của hệ thống cường hoá thuỷ lực. Điều kiện làm việc của bơm gây nên bởi chế độ tải trọng thay đổi lớn, ứng suất nhiệt cao và sự ảnh hưởng của môi trường xung quanh. Bơm được sử dụng cho cường hoá có nhiều loại như bơm pittông, bơm trục vít, bơm bánh răng, bơm cánh gạt. 

Ta đã có:     Q_b^t = 9,3 l/ph = 9300 cm³/ph

          Mà              Q_b^t = q_b.n_b

                             q_b­ - lưu lượng của bơm dầu cần chọn.

                             Chọn q_b = 10 l/ph = 10 cm³/vòng.

Vậy ta có những thông số của bơm dầu được chọn như sau:

                   - Kiểu bơm: cánh gạt tác dụng kép

                   - Hiệu suất lưu lượng bơm h_b = 0,75

                   - Lưu lượng của bơm q_b = 10 l/ph

                   - Áp suất P_max = 100 KG/cm²

                   - Số vòng quay n_bmin = 930 v/ph, n_bmax = 1500 v/ph

3.6 Tính toán kiểm tra bền hệ thống lái sau cải tiến

3.6.1 Kiểm bền cơ cấu lái

Trục vít lõm và trục con lăn đạt lệch nhau một đoạn Δ=6,5mm để điều chỉnh khe hở ăn khớp.

Bộ truyền trục vít lõm con lăn có độ bền uốn và độ cứng vững cao. Bởi vậy khi kiểm bền cho các ren cần chú ý đến độ bền mòn và độ bền tiếp xúc.

3.6.2 Kiểm tra bền đòn quay đứng

Khi quay vành lái, trục đòn quay đứng chịu mômen lớn nhất so với tất cả các chi tiết của hệ thống lái. Lực cản quay vòng của các bánh xe dẫn hướng phụ thuộc vào phần trọng lượng của xe đặt lên trục trước, kích thước lốp, bánh xe quay vòng và nhiều nhân tố khác, vì vậy mômen truyền từ cơ cấu lái tới cam quay bánh xe dẫn hương sẽ khác nhau đối với những xe khác nhau.

Vật liệu làm chế tạo đòn quay đứng là thép 35X, có ứng suất uốn cho phép:  [s_u] = 700  (MN/m²

Ứng suất xoắn cho phép [t] = 60 ¸80 (MN/m²).

Kích thước :

- Chiều dài: L₁ = 190 (mm)

- Khoảng cách từ điểm đặt lực tại tâm chốt cầu đến tiết diện nguy hiểm  I-I: l₁ = 160 (mm).

- Tiết diện tính toán: hình elíp có a₁= 40(mm);b₁ =30(mm).

- Cánh tay đòn của đòn quay bị xoắn c₁ = 30 (mm)

Vậy ta lấy lực Q₁ là : Q₁ = 12228,47(N).

3.6.3 Kiểm tra bền các thanh kéo                                                                                 

Tính các đòn dẫn động chủ yếu là tính đòn dọc và đòn ngang. Các đòn dẫn động được làm bằng thép ống 40X.

Tiết diện các thanh kéo:

Kích thước các đòn dẫn động:

               - Đòn kéo dọc:D_dd = 36 (mm);  d_dd = 32 (mm);

               - Đòn kéo ngang: D_dn = 36 (mm);

                   - Chiều dài đòn kéo dọc: l_dd = 780 (mm)

                   - Chiều dài đòn kéo ngang: l_dn = 1370 (mm)

Đòn kéo dọc được kiểm tra theo uốn dọc do lực Q₁ và đòn kéo ngang được kiểm tra theo uốn dọc do lực N.

· Kết luận : Hệ thống lái sau cải tiến đảm bảo điều kiện bền.

Chương 4
HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG HỆ THỐNG LÁI BTR-152

Việc bảo quản, bảo dưỡng xe là việc làm thường xuyên, liên tục của người lái xe và thợ. Có bảo quản, bảo dưỡng xe thường xuyên mới kịp thời phát hiện và khắc phục được những hư hỏng của xe đồng thời bảo đảm tốt các yêu cầu làm việc của các chi tiết, cụm chi tiết trên xe. 

Trong chương này trình bày các yêu cầu chung và một số nội dung cụ thể trong việc chăm sóc, bảo quản bảo dưỡng, sửa chữa từng cụm của hệ thống lái, một số hư hỏng thường gặp và cách khắc phục.

4.1 Yêu cầu chung

Trên cơ sở nắm vững đặc điểm cấu tạo nguyên lý làm việc của hệ thống lái trên từng xe trong quá trình khai thác sử dụng, khi bảo quản, bảo dưỡng, sửa chữa cần tuân thủ một số yêu cầu sau đây:

Trong quá trình sử dụng phải thường xuyên kiểm tra mức dầu trong trợ lực, thông rửa các phần tử lọc của bơm, thường xuyên kiểm tra độ kín khít của các mối ghép và đường ống trong trợ lực.

Khi dừng, đỗ xe không nên rú ga nhanh vì như vậy sẽ làm cho áp suất dầu trong hệ thống tăng cao đột ngột, dầu nóng quá sẽ làm hư hỏng các bộ phận của bơm hoặc vỡ các đường ống dẫn dầu.

4.2 Bảo dưỡng hệ thống lái

4.2.1 Chế độ bảo dưỡng.

Mục đích của bảo dưỡng là giữ gìn bề ngoài của hệ thống, làm giảm sự hao mòn nhanh chóng của các chi tiết phòng ngừa các hư hỏng có thể xảy ra do đó có thể kéo dài thời gian phục vụ của ô tô nói chung, hệ thống lái nói riêng. Các công việc của bảo dưỡng được thực hiện theo định kỳ, theo một biểu đồ kế hoạch đã được lập trước.

a. Bảo dưỡng thường xuyên:

Hàng ngày trước khi đi công tác, hoặc khi dừng, nghỉ dọc đường hoặc sau mỗi chuyến công tác về phải kiểm tra sự rò rỉ của hệ thống, kiểm tra các vị trí lắp ghép, xem các ốc có lỏng ra không và có còn chốt chẻ. Kiểm tra sự làm việc của hệ thống lái xem có bị kẹt không, kiểm tra mức dầu trong trợ lực lái và cơ cấu lái nếu thiếu thì bổ sung. Kiểm tra độ rơ vành tay lái.

b. Bảo dưỡng I:

Làm đầy đủ các nội dung của bảo dưỡng thường xuyên và làm thêm một số công việc sau đây:

- Kiểm tra và xiết chặt lại các đai ốc, thanh lái dọc, thanh lái ngang và các khớp nối. Kiểm tra các chốt chẻ.

- Kiểm tra độ rơ vành tay lái và độ rơ của các khớp thanh lái dọc, thanh lái ngang và trợ lực lái.

- Kiểm tra việc lắp đặt cơ cấu lái trên khung xe.

c. Bảo dưỡng II:

 Làm đầy đủ các nội dung của bảo dưỡng I và làm thêm một số nội dung sau:

- Kiểm tra độ rơ trụ đứng, cam quay vòng.

- Kiểm tra dầu và nếu cần thiết thì thay dầu trong hệ thống trợ lực và cơ cấu lái.

- Kiểm tra và điều chỉnh độ rơ các khớp cầu của các thanh lái và bơm mỡ đầy đủ vào các khớp.

4.2.2 Yêu cầu kỹ thuật sau khi bảo dưỡng hệ thống lái.

Sau bảo dưỡng, tiến hành thử xe và kết hợp kiểm tra tình trạng kỹ thuật của hệ thống lái.

Yêu cầu:

Toàn bộ hệ thống phải sạch sẽ, các bộ phận các cụm chi tiết phải đồng bộ, lắp ghép chắc chắn, phải có đủ ốc hãm, chốt hãm.

Đánh tay lái nhẹ nhàng, linh hoạt, vành tay lái phải tự động trả về vị trí xe đi thẳng sau khi không còn tác động lực trên vành tay lái.

Khi bánh xe dẫn hướng ở vị trí xe đi thẳng, độ rơ của vành tay lái, độ chụm của bánh xe dẫn hướng phải đúng qui định với từng nhãn hiệu xe, bánh xe dẫn hướng không bị bó, không bị lắc đảo.

4.3 Một số hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục.

Hệ thống lái trên xe luôn có thể xảy ra những hư hỏng làm mất khả năng điều khiển của xe. Dó đó có thể gây ra nhiều tai nạn bất ngờ gây thiệt hại đến tính mạng và tài sản của mọi người. Chính vì vậy mà việc thường xuyên kiểm tra phát hiện những hư hỏng của hệ thống lái là một việc làm rất cần thiết, đảm bảo tính ổn định của hệ thống lái và tính an toàn sử dụng cho xe. 

KẾT LUẬN

Qua một thời gian tập trung tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu kết hợp với khai thác thực tế trên xe, bằng sự chủ động, nỗ lực, cố gắng của bản thân. Đồng thời được sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của thầy giáo Đại tá, TS: …………, cùng các thầy trong bộ môn Ô tô Quân sự - khoa Động lực. Đến nay em đã hoàn thành đồ án. Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp em đã giải quyết được những nội dung chính sau:

Trong chương 1 em đã tìm hiểu về ưu nhược điểm của các loại hệ thống lái được sử dụng trên xe ô tô quân sự.

Trong chương 2 em tập chung đi sâu vào phân tích kết cấu hệ thống lái trên xe BTR-152, để thấy được đặc điểm kết cấu, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm của hệ thống lái trên xe.

Trong chương 3 em đưa ra hướng cải tiến cho hệ thống lái xe BTR-152.

Trong chương 4 em đưa ra biện pháp để duy trì khả năng khai thác xe.

Do điều kiện thời gian, điều kiện thực tế cũng như khả năng có hạn của bản thân nên đồ án không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong được sự đóng góp ý kiến, chỉ bảo của các thầy giáo để đồ án của em hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Đại tá, TS: …………, cùng các thầy trong bộ môn Ô tô Quân sự - khoa Động lực đã giúp đỡ và tạo điều kiện để em hoàn thành nhiệm vụ trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Vũ Đức Lập, Phạm Đình Vy, Cấu tạo ô tô quân sự - Tập 2, Nhà xuất bản Học viện kỹ thuật quân sự - 1995.

[2]. Vũ Đức Lập, Nguyễn Phúc Hiểu, Lý thuyết ô tô quân sự, Nhà xuất bản Học viện kỹ thuật quân sự - 2002.

[3]. Vũ Đức lập, Sổ tay tính năng tra cứu kỹ thuật ô tô, Nhà xuất bản Học viện kỹ thuật quân sự - 1995.

[4]. Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên, Thiết kế tính toán ô tô máy kéo -  Tập 1, 2, Nhà xuất bản Đại Học và Trung Học chuyên nghiệp, Hà Nội - 1985.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"